CN101958172A - 双室低电阻管内电缆导体的超导接头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双室低电阻管内电缆导体的超导接头，包括有导电板和围成一个矩形的不锈钢侧板，导电板和不锈钢侧板之间为密封焊接，导电板将不锈钢侧板分成上、下二个腔室，上、下腔室内分别放置有上、下超导电缆，上、下超导电缆上分别紧压有不锈钢盖板，不锈钢盖板与不锈钢侧板之间为密封焊接；不锈钢盒体的前后端分别密封焊接有导体铠甲管和液氦管嘴，上、下超导电缆的前端分别从导体铠甲管中引出，上、下超导电缆的末端分别抵在不锈钢盒体后端侧壁的液氦管嘴的管口处。本发明结构简单，易于加工和安装，采用双室结构，且相互独立完成真空检漏工作，保证了上、下两根超导电缆与导电板之间具有良好的电接触。

Description

双室低电阻管内电缆导体的超导接头

技术领域

本发明是涉及一种大型超导磁体装置中的部件，属于大型超导磁体装置的重要组成部分，具体涉及一种双室低电阻管内电缆导体的超导接头。

背景技术

大型超导磁体多采用管内电缆导体(CICC)结构，由于受到超导导体加工长度的限制，以及不同超导磁体之间电连接的需要，超导接头对于大型超导磁体装置是不可避免的，其主要用于超导导体与电流引线、不同超导导体之间的电连接。对于稳态运行的强磁场混合磁体的外超导磁体，由于稳态运行的工作特点，接头电阻的大小会直接影响到低温系统的冷却负荷，从而影响超导磁体的稳定运行。对于采用Nb3Sn的CICC导体，超导磁体还需要进行热处理才能形成超导材料，而热处理后的Nb3Sn材料具有非常脆的特性，会对超导接头的缩径、焊接、安装等方面带来许多困难，应尽可能的避免在热处理后对超导接头的机械加工。

传统CICC超导接头多采用将电缆先套入铜导电管，再将导电管端部与导体端部的铠甲密封连接。然后缩径，完成导体终端的制作；再将两个需要连接的终端用紫铜导电块连接。这种制作工艺相对复杂，很难保证每个接头保持相同的工艺；同时由于导电管内部以及紫铜导电块表面均需要纤料焊接，尤其是导电管内部，操作空间很小，镀锡的效果会直接影响接头的电阻。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种双室低电阻管内电缆导体的超导接头，采用双室结构，且相互独立完成真空检漏工作，并保证上、下两根超导电缆与导电板之间具有良好的电接触。

本发明的技术方案如下：

一种双室低电阻管内电缆导体的超导接头，包括有导电板和围成一个矩形的不锈钢侧板，其特征在于：所述导电板和所述的不锈钢侧板之间为密封焊接，所述导电板将所述的不锈钢侧板分成上、下二个腔室，上、下腔室内分别放置有上、下超导电缆，所述上、下超导电缆上分别紧压有不锈钢盖板，所述不锈钢盖板与所述的不锈钢侧板之间为密封焊接；所述不锈钢侧板的前端分别密封焊接有上导体铠甲管和下液氦管嘴，不锈钢侧板的后端分别密封焊接有下导体铠甲管和上液氦管嘴，所述上、下超导电缆的前端分别从上、下导体铠甲管中引出，上、下超导电缆的末端分别抵在上、下液氦管嘴的管口处。

本发明采用以下方法达到电阻小、强度好、结构简单、工艺性好、易于装配的设计目的：

(1)、本发明接头的长度要求不小于CICC电缆最后一级子缆扭距，这样可以保证接头连接的上、下两根超导电缆终端具有足够大的电接触面积，可以有效的降低接头电阻。

(2)、通过紧压不锈钢盖板，使得超导电缆内的空隙率降至20％，使得超导电缆间能够有更好的电接触，有效降低接头电阻。

(3)、上、下超导电缆和导电板之间通过低温焊料焊接，使得上、下超导电缆和导电板之间有很好的电接触；且上、下超导电缆和导电板和铜底板之间虽然没有纤料，但热处理后，上、下超导电缆和导电板之间可以产生一定的烧结，实现了很好的电接触。

(4)、本发明将导电板和不锈钢侧板采用真空纤焊或爆炸焊的方式焊接在一起，使得所有机械加工在磁体热处理前完成，热处理后只需要对导电板进行焊接，可以减小因机械加工对接头性能的影响。

(5)、本发明磁体在装配时，仅需用PbSn焊料对导电板进行焊接，适合于现场操作。

(6)、超导接头安装在低场区，最高场小于3T，可以降低接头的磁致电阻。

本发明的有益效果：

(1)、本发明采用了双室结构，接头两个终端是相互独立、各自完成的，它们有自己独立的液氦通道，可以独立进行真空检漏。

(2)、本发明采用了特制的接头盒，所有机械加工在磁体热处理前完成，热处理后只需要对导电板进行焊接，可以减小因机械加工对接头性能的影响。

(3)、本发明的上、下两根接头终端单独处理，相互独立，焊接时可以方便的调节安装位置，可用于大型超导磁体的内接头和外接头，尤其适合用于超导磁体之间、超导磁体与电流引线间的电连接。

(4)、本发明采用了多种方法改善电缆终端各组分间的电接触以及降低了磁致电阻，可以有效地降低超导接头的电阻。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的左视图，其中(a)为不锈钢侧板前端的左视图，(b)为不锈钢侧板中部的左视图，(c)为不锈钢侧板后端的左视图。

具体实施方式

参见图1，一种双室低电阻管内电缆导体的超导接头，包括有导电板5和围成一个矩形的不锈钢侧板2，导电板5和不锈钢侧板2之间为密封焊接，导电板5将不锈钢侧板2分成上、下二个腔室，上、下腔室内分别放置有上、下超导电缆4、8，上、下超导电缆4、8上分别紧压有不锈钢盖板3，不锈钢盖板3与不锈钢侧板2之间为密封焊接；不锈钢侧板2的前端分别密封焊接有上导体铠甲管1和下液氦管嘴9，不锈钢侧板2的后端分别密封焊接有下导体铠甲管7和上液氦管嘴6，上、下超导电缆4、8的前端分别从上、下导体铠甲管1、7中引出，上、下超导电缆4、8的末端分别抵在上、下液氦管嘴6、9的管口处。

本发明各部件的装配过程如下：

将导电板5和不锈钢侧板2采用真空纤焊或爆炸焊方式焊接在一起，组成一个特制的接头盒；再将大于电缆扭距长度的导体铠甲管除去，并除去上、下超导电缆4、8表面的电镀层(铬或镍)，在接头盒的导电板5内表面镀上0.1mm的PbSn焊料；将上、下超导电缆终4、8穿入接头盒；紧压不锈钢盖2并密封焊接；在不锈钢侧板2的前、后端分别密封焊接好上导体铠甲管1、下液氦管嘴9和下导体铠甲管7、上液氦管嘴6，形成一个独立的导体终端；将导体终端固定在辅助的支撑架上，保证其在磁体热处理过程中不变形，热处理后，将两个需要连接的导体终端用PbSn焊料焊接在一起，形成一个超导接头。

Claims (1)

1.一种双室低电阻管内电缆导体的超导接头，包括有导电板和围成一个矩形的不锈钢侧板，其特征在于：所述导电板和所述的不锈钢侧板之间为密封焊接，所述导电板将所述的不锈钢侧板分成上、下二个腔室，上、下腔室内分别放置有上、下超导电缆，所述上、下超导电缆上分别紧压有不锈钢盖板，所述不锈钢盖板与所述的不锈钢侧板之间为密封焊接；所述不锈钢侧板的前端分别密封焊接有上导体铠甲管和下液氦管嘴，不锈钢侧板的后端分别密封焊接有下导体铠甲管和上液氦管嘴，所述上、下超导电缆的前端分别从上、下导体铠甲管中引出，上、下超导电缆的末端分别抵在上、下液氦管嘴的管口处。

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